Делаем WiFi антенну биквадратную сверхдальнюю для роутера своими руками.

Недавно на сайте была показана антенна 3G. Хочу представить три Wi-Fi антенны не просто скопированные с других сайтов, а изготовленные своими руками и протестированные в реальных условиях. Мне нужен был доступ в Интернет в соседнем доме от моего роутера, на расстоянии 150-200 м.

Первая антенна http://usd.ucoz.ru/publ/2-1-0-71 - всенаправленная, сделанная из куска кабеля RG-213. Сразу скажу, что использовать эту антенну можно только как обычную штыревую, и заявленные на одном из сайтов характеристики не оправдали своих надежд. Радиус действия этой антенны составил метров 30. Поэтому с ней я больше не экспериментировал.

Зачистил кабель. Длина центральной жилы 28 мм.

Для жесткости конструкции надел на внутренний диэлектрик кольцо, сделанное из медной проволоки сечением 2,5 мм²

Длина плеча-противовеса составила 31 мм, а диаметр нижнего кольца 54 мм.

Вторая спиральная Wi-Fi антенна HELIX изготовлена из куска пластиковой канализационной трубы диаметром 40 мм и куска электрического провода сечением 2,5 мм². http://www.wifiantenna.org.ua/antennas/helix/

На трубу намотал 12 витков провода с шагом витка 33 мм и проклеил клеем «Момент», это даст очень прочную намотку вокруг трубы.

Для соединения антенны с рефлектором я использовал бутылёк от мыльных пузырей. Прикрутил его к рефлектору винтом, а антенну посадил на клей.

Так как радиочастотный выход всех точек доступа и роутеров обычно имеет сопротивление 50 ом, кабель должен быть волновым сопротивлением 50 ом. Для согласования антенны с кабелем припаял к концу провода прямоугольный треугольник из жести размером по катетам 71*17 мм.

Для соединения антенны с кабелем я просверлил отверстие в рефлекторе и припаял медную трубку.

Припаял к треугольнику-компенсатору,

А экран забондажил и пропаял.

Кабель использовал RG-58/U с волновым сопротивление 50 ом. На другой конец кабеля припаял RP-SMA(м)-коннектор.

Третья антена из банки

Прочитав ни одну статью про изготовление антенн из банки, я решил взять банку из под Жигулевского пива объемом 1 литр.
У неё ровное плоское дно и диаметр подходящий.

Http://www.cqham.ru/cantenna.htm - на ссылке есть калькулятор расчета антенны исходя из диаметра банки и расчетной частоты антенны.


Для монтажа кабеля и крепления самой антенны я использовал F-коннектор.


У коннектора высверлил центральный контакт.


Прикрутил коннектор к мачте.


Зачистил центральную жилу кабеля нужной длинны.


В банке просверлил отверстие.


Собрал антенну

И покрасил нитроэмалью из баллончика.

Теперь о тесте антенн в реальных условиях.

Про первую антенну я уже писал. Радиус у неё был порядка 20-30 метров.
Проверка связи проходила между роутером D-Link DIR-300 и планшетным компьютером на доступ к страницам Интернета
и видеосвязи по Skype из двух точек.


Первая точка находилась на расстоянии 240 м от антенны, На расстоянии 450 м доступ к Интеренту был на скорости 1 Мб/с, но видеосвязь по Skype постоянно обрывалась.
Антенна из банки показала лучшие результаты, чем спиральная антенна. На расстоянии 450 м видеосвязь по Skype была удовлетворительной. Вывод я сделал такой, антенна из банки имеет более узкую диаграмму направленности и хороша для создания соединения с удаленным пользователям.
Но для этого её нужно «нацелить» на того самого пользователя. У спиральной антенны диаграмма шире, поэтому соединение возможно и без тщательного «прицеливания».
Что касается расстояния, то я подключался к Интернету через планшетный компьютер, а у них встроенные антенны Wi-Fi с маленьким коэффициентом усиления, следовательно и расстояние небольшое.
Т.е. я сигнал от роутера получаю хороший, но при подключении не могу получить IP-адрес и связь срывается. Я в принципе достиг желаемых результатов. 450 м для меня это с лихвой.
Но для тех кому нужно большее расстояние для связи, мои предложения будут следующими: ставить одинаковый внешние антенны с двух сторон,
как со стороны роутера или точки доступа так и со стороны сетевого адаптера, и ставить более мощную точку доступа типа SENAO ECB-8610S или EnGenius ECB-3500.
У них выходная мощность в шесть раз больше обычных роутеров, но и цена в пять-шесть раз дороже.

Это простоя в изготовлении и очень мощная как пушка Wi-Fi антенна. С помощью неё можно принимать и передавать Wi-Fi сигнал не то что на сотни метров, а на несколько километров!
Антенна-пушка напоминает вид космического бластера и так же как это фантастическое оружие имеет направленное и очень мощное действие.

Это направленная антенна. И именно это свойство дает большое расстояние приема из-за большой концентрации сигнала в одном направлении.

Схема-чертеж антенны

На чертеже представлены размеры между элементами антенны. Её резонансная частота настроена на середину частоты Wi-Fi 2,4 ГГц.

Для изготовления антенны понадобится

• Длинная шпилька с гайками.
• Металлический лист, я взял медный, так как он очень просто режется. Вообще можно взять и жесть от консервных банок.
• . Но можно подключить уже к имеющемуся роутеру.

Изготовление мощной Wi-Fi антенны-пушки

Прежде чем приступить к изготовлению антенны, нужно знать, что любое отклонение от заданных размеров сильно ухудшит ее характеристики. Поэтому все нужно делать максимально точно.
Берем лист металла и примерно размечаем центры диаметров кругов. Затем сверлим центра. Для точности, место перед сверлением керним или проходимся тонким сверло, а затем толстым. В итоге диаметр отверстия должен быть чуть больше шпильки.

Затем берем циркуль и вычерчиваем кругляши на металле.

Вырезаем сначала квадрат.

Потом вырезаем аккуратно круг.

Получились круги для антенны.

Взял длинную шпильку. Обрезал лишнее по длине антенны, учитывая ширину гайки.

Вот и готовый комплект для сборки.

Собираем антенну. Все очень просто, как конструктор в детстве.

Для контроля размеров рекомендую использовать металлическую линейку, так как она более точная.

В последних двух дисках необходимо сделать отверстия для подключения кабеля.

Разъем с кабелем мы сделаем из старой антенны от роутера или адаптера.

Снимаем верхний кожух.

Срезаем изоляцию. Антенна отцепилась сама, потому что была запрессована.

Далее отпаиваем металлический колпак.

И разъем для подключения готов.

Лудим диски. Медь в этом плане отличная штука. Как-то я делал такую антенну из корпуса старого компьютера, так там приходилось лудить с кислотой.

Пропускаем через отверстие последнего круга кабель и припаиваем экранирующую обмотку к диску.

Теперь среднюю жилу пропускаем в отверстие второго диска и припаиваем.

Антенна почти готова. Я установлю ее на кронштейн от фотоаппарата. Будет такой домашний вариант.

К выходу разъема прикручиваем .

Можно примотать его изолентой или скотчем к кронштейну.

Я поставлю антенну на окошко и направлю на объекты, где может быть сигнал.

Ого, сколько сетей появилось. Хотя раньше я ловил сигнал только своего роутера. В нашем городе не много точек для доступа.

Результат поразительный.

Дополнения

Чтобы усилить эффект, я решил установить такую пушку на крышу. Но для этого мне необходимо припаять вместо разъема обычный экранированный кабель, который я использую для спутниковой тарелки.
С помощью такой мощной Wi-Fi пушки - антенны можно передать сигнал в гараж, на работу, в школу, на дачу. Все материалы доступны абсолютно каждому, а делается все очень просто.Более подробную инструкцию по сборке можно узнать посмотрев видео ниже. Так же там показаны более широкие испытания этой мощной Wi-Fi антенны.

PS: Если вы будете делать уличный вариант, то для изоляции и от коррозии всю антенну будет неплохо покрасить обычной краской по металлу.

Беспроводная система передачи информации Wi-Fi (аббревиатура не расшифровывается, она была изобретена как маркетинговый ход) – один из столпов современного высокотехнологического социума. С ее помощью распространяется не только интернет, но и, например, сигналы с видеокамер. По своей физической сущности она является радиосвязью на частоте 2,4 ГГц и подчиняется всем законам распространения радиоволн.

Поэтому, если ваш планшет или ноутбук отказывается связываться с роутером из-за мешающих стен и перекрытий, вы можете попробовать сделать усилитель сигнала своими руками. Таковым является направленная антенна сантиметрового диапазона. Ее конструкция может быть штыревой, рамочной, спиральной или зигзагообразной. В этой статье мы попытаемся на пальцах, не углубляясь в дебри теории антенно - фидерных устройств, объяснить вам, как сделать антенну из подручных материалов, которая будет ничуть не хуже продающихся в магазине.

Перед тем как начать выбирать тип антенны и претворять свои грандиозные планы в жизнь, вам стоит познакомиться основополагающими законами теории антенно - фидерных устройств. Их два:

1. Длина волны, от чего зависят размеры устройства.
2. Коэффициент усиления. Самый интересный момент, позволяющий уловить слабый радиосигнал на больших расстояниях – как раз то, ради чего мы за это дело и беремся.

Эпюра напряженности магнитного поля любого радиосигнала имеет форму синусоиды. Расстояние между первой и третьей точками пересечения ею оси абсцисс называется длиной волны.

Номинал частоты – это количество колебаний в одну секунду. Поскольку радиосигнал распространяется со скоростью света, то длина волны в метрах будет равна результату ее деления на частоту. Для низкочастотного (наиболее распространенного) диапазона Wi-Fi: 299792458 / 2,4 = 12,5 см.

Запомните это значение, поскольку все размеры будущей антенны будут рассчитываться как его дробные части.

Коэффициент усиления – это условная величина, показывающая, во сколько раз выходной сигнал на зажимах направленной антенны больше, чем у ненаправленной. Причем это соотношение вычисляется как десятичный логарифм и обозначается дБ – децибел. Всенаправленной является та, для которой безразлично положение относительно источника радиосигнала. Такие применяются в мобильных телефонах и планшетах, поскольку это, во-первых, предполагается условиями пользования, а, во-вторых, определяется малым размером устройств.

Направленные свойства антенны проявляются в том случае, если ее длина равна половине длины волны. Для Wi-Fi это 6,25 см. Ее пространственная диаграмма направленности представляет собой тор – бублик, перпендикулярный оси антенны. Коэффициент усиления в этом случае равен двум децибелам, то есть 1,58 раза. Такие полуволновые диполи позволяют увеличить дальность на десяток метров, что уже неплохо для уверенного приема сигнала в своей квартире.

Самый простой способ усиления сигнала

Если вы возьмете линейку и измерите длину штыревой антенны домашнего роутера, то окажется, что ее длина от 10 до 12 см. Длиннее не делают потому, что в штыре, размер которого больше длины волны, значительно возрастает внутреннее сопротивление и сигнал вместо усиления гаснет. Это увеличение размера приводит сужению толщины «бублика» диаграммы направленности и незначительному увеличению удельной мощности излучаемого сигнала. Гораздо больший эффект дает экранирование передающей антенны с одной стороны.

Экран позволяет сконцентрировать излучение роутера в нужном вам направлении. Например, если он стоит у стены, то нет никакого резона передавать сигнал Wi-Fi соседям или на улицу. Его установка увеличивает коэффициент усиления передающей антенны до 3 дБ, то есть, в два раза. Что фактически отражает физическую суть дела, ведь вы половину бесполезно направленного сигнала переориентировали в нужную сторону.

Вся хитрость в том, на каком расстоянии от антенны роутера расположить экран. По законам распространения радиосигналов оно должно быть равно 1/8 длины волны. Для Wi-Fi это 1,56 см.

Им может быть лист железа (раскроенная пивная или консервная банка), компакт-диск или толстая фольга. Лучше всего выполнить конструкцию в виде подставки под роутер, перпендикулярно которой поставлен экран. Добиться результата можно опытным путем, передвигая по миллиметру источник сигнала ближе или дальше от экрана. В помощь вам будет интерфейс отображения уровня сети.

Достоинством способа является простота, а также то, что антенна для планшета вам не понадобится. То есть, не придется его вскрывать или изыскивать возможности для подключения дополнительного оборудования. Недостатком – малая дальность приема сигнала.

Направленные антенны

Мощная – с коэффициентом усиления от 10 дБ – антенна понадобится в том случае, если предполагаемая дальность приема не менее 50 метров. В этом случае используются остронаправленные антенны. Например, зигзагообразные или спиральные.

Зигзагообразная

Ее называют и антенной Харченко, по имени радиолюбителя, предложившего такую конструкцию в 1961 году, и биквадратной – за характерную форму. Строится она из проводника длиной в две волны предполагаемого сигнала. Для Wi-Fi это значение равно 25 см. Он изгибается в виде двух квадратов со стороной в ¼ длины волны – 3,125 см. Точка их сочленения разъемная. Обычно ее крепят к диэлектрической пластине, для обеспечения жесткости, чтобы не было смыкания точек припаивания центральной жилы коаксиального кабеля к одной ветви и экрана к другой.

Антенна биквадрат имеет коэффициент усиления равный 8 дБ в базовом варианте, и около 12 дБ, если установлен экран, которым может быть компакт-диск, фольга, лист металла. Расстояние до него от плоскости согнутого в два квадрата проводника 1,56 метра – восьмая часть длины волны. Конструкция удобна тем, что крайние точки квадратов по оси имеют нулевой потенциал, поэтому их можно крепить к экрану чем угодно, в том числе и металлической проволокой, обеспечивая хорошую жесткость.

Для обеспечения необходимого коэффициента усиления она ставится вертикально. В горизонтальном ее направленные свойства не лучше, чем у полуволнового диполя. Ось приема расположена перпендикулярно плоскости фигурного проводника.

Согласование с кабелем не требуется, он подключается к проводнику напрямую.

Спиральная антенна изобретена в конце 40-х годов прошлого века американским радиоинженером Дж. Краусом. Очень простая по конструкции, она обеспечивает усиление сигнала до 20 дБ (100 раз) и используется во всех диапазонах, начиная от УКВ. Дальность приема до 2 км в пределах прямой видимости. Представляет собой несколько витков проводника, скрученного спиралью.

Диаметр витка спирали равен длине волны. Поэтому при создании каркаса самодельной антенны этого типа замечательно подходит отрезок канализационной пластиковой трубы диаметром 40 мм. Они есть в каждом хозяйственном магазине.

Спираль разреженная. Расстояние между витками ¼ длины волны. Чем она длиннее, тем острее диаграмма направленности и выше коэффициент усиления. Для дистанции в три километра достаточно, чтобы общая длина была равна трем длинам волн – 36 см.

В качестве проводника используется бытовой одножильный медный провод сечением 2,5 мм 2 – диаметр 1,5 мм. Изоляционная оболочка не снимается. Он равномерно приклеивается к трубе-основанию.

Экран выполняется из любого листового материала, его положение от кратности длины волны не зависит.

Антенна требует согласования с питающим кабелем. Для этого используется кусочек медного листа в виде прямоугольного треугольника с катетами длиной в 71 и 17 мм. Он приклеивается к трубе так, чтобы наклон гипотенузы повторял наклон витка. Центральная жила кабеля припаивается к углу, который противолежит прямому (на пересечении гипотенузы и короткого катета). Оплетка припаивается к экрану.

Недостаток антенны – некоторая громоздкость и определенная сложность в ее позиционировании – направление на роутер должно быть выдержано с точностью до нескольких градусов.

Подключение

После сборки антенны для Wi-Fi у вас обязательно возникнет вопрос о том, как ее подключить. Обычно на корпусах ноутбуков и планшетов разъемов для этого не делают. Чтобы решить проблему, купите выносную антенну для мобильного телефона с магнитным адаптером, который приклеивается к корпусу устройства. Отключите от магазинного устройства кабель и используйте его в своих целях. Конечно, в этом случае увеличатся потери сигнала, и реальная дальность приема окажется несколько ниже, чем ожидаемая. Зато вам не придется вскрывать компьютер и манипулировать с его схемой.

Аккуратно собранная Wi-Fi антенна поможет вам оказаться в зоне действия бесплатных сетей и не отказываться от услуг интернета даже во время загородной поездки.

Несколько месяцев назад передо мной и моими коллегами по работе встала задача, связать точку доступа из отдалённого дома и тачку на работе сеткой, да чтобы хорошо работало и пакеты не терялись. Последовав старой поговорке «На фиг медь!», было решено соединяться воздухом. Для чего была в складчину приобретена довольна дешёвая WiFi карточка. Но вот незадача, дом стоит не впритык, хоть и не километр, но всё равно не рядом, но в прямой видимости, где-то метров 150. Связь конечно была, но всё равно процент был маленький. Полезли в инет на сайт местного магазина, посмотрели цены на антенны… тут пришла жаба:) Со словами, «Да ну на фиг, я и сам так могу» я положил начало доооолгой, но занимательной и увлекательной работе:)

Был прошустрён инет на предмет схем антенн, на ходу изучались и вспоминались основы физики, длина волны, поляризация и т.д. Было изготовлено пара антенн, из подручных материалов, которыми оказались бабины из под болванок. Но по прошествии времени они нас перестали удовлетворять, поэтому углубляться в изготовление этих антенн не буду.

Решено было заняться по-взрослому и изготовить волновой канал, вернее сразу два, чтобы с обеих сторон било.
Нашли схему, думали над материалом, и не нашли ни чего лучшего, как использовать полимерные трубы:) Вот краткий фото отчёт с комментариями.

1) Была найдена схема 16-ть элементного волнового канала.

2) Купил трубу, разрезал

3) Нарезал элементы. Важно было сделать точь-в-точь со схемой, ибо своими силами длину волны мы бы не измерили.
Притащил из дома штангель, нарезал элементы, потом упорно стачивал лишние миллиметры и десятые их части

4)Размерили, и наделали дырок в трубках

Дальше кропотливо и не без усилия всовывал каждый элемент в дырки, выравнивал
Далее был куплен кабель коаксиальный на 50 Ом и коннекторы (самое затратное из всей поделки). Потом всё было обжато и антенна готова:)

(после того как фото была сделана, кабель был укорочен вдвое, дабы избежать потерь)

Кстати, да! Два волновых канала были сделаны за один рабочий день, и был это День Радио!
з.ы. проценты увеличились в два раза, пакеты не теряем, имеем стабильную связь…
до того как антенна была готова скорость была 24 мбита, после 48 мбита

UPD: схема волнового канала с размерами

UPD2:
материалы которые были задействованы:

Полипропиленовая труба
- медный провод
- коаксиальный кабель на 50 Ом
- коннекторы SMA

С любезного разрешения Владимира (VBM), перепечатываем его описание конструкции панельной секторной антенны FA-20, которая при всей простоте зарекомендовала себя как высопроизводительная и надежная.

1. Введение

Оригинальное описание автора находится по адресу http://sterr.narod.ru/wifi/fa20.htm. Описание от Володи - http://vbm.lan23.ru/wifi/fa20.html. О этой конструкции можно найти очень много положительных отзывов в сети, но при этом отмечается, что очень большое значение имеет точность изготовления, в особенно это касается вибраторов и крепежных отверстий в рефлекторе. Также большое значение имеет соблюдение расстояния между рефлектором и вибраторами. Обязательно придерживаетесь указанных размеров, это позволит добиться максимальной эффективности антенны.

2. Конструкция

Антенна состоит из четырех конструктивных элементов: рефлектора (1), вибраторов двух типов (2, 3) и соединительной шины (4), которая служит для соединения вибраторов:

3. Материалы

Для сборки антенны нам понадобятся:

1. Односторонный фольгированный текстолит (для рефлектора)
2. Двусторонний фольгированный текстолит (для вибраторов)
3. Полоска латунной или медной фольги (для шины)
4. Алюминиевый уголок 25×25 мм
5. Заклепки
6. F-коннектор

4. Изготовление

Прежде всего нужно изготовить «корыто» рефлектора. Для этого вырезаем согласно чертежа прямоугольник из фольгированного текстолита 490×222 мм для дна, размечаем (кернить лучше всего со стороны фольги) и сверлим отверстия диаметром 2,5 мм под стойки для вибраторов, залуживаем их. После этого изготавливаем бортики соответствующего размера из алюминиевого уголка 25×25 мм, и крепим их заклепками с обратной стороны рефлектора:

Заготовки


Для точной разметки лучше всего воспользоваться штангенциркулем


Прикрепляя уголки заклепками закрепите также и края уголков

После сборки «корыта» рефлектора его можно немного усилить, проклеив уголки с обратной стороны монтажным скотчем, а вертикальные швы склеив двухкомпонентным эпоксидным клеем:

Усиление конструкции

Володя придумал оригинальную технологию изготовления вибраторов из стеклотекстолита, фольгированного с двух сторон. Преимущество данного метода в том, что из одной заготовки получается два абсолютно одинаковых вибратора.

Сначала вырезается прямоугольная заготовка нужных размеров из текстолита:

Заготовка для изготовления вибраторов

1. Вырезаем ножницами по металлу прямоугольники 1
2. Расслаиваим стеклотекстолит, стараемся расслоить половинки одинаковой толщины
3. Делаем прорези по красным линиям прямоугольников 2 обыкновенными бытовыми ножницами
4. Берем сломанное полотно ножовки для металла и прорезаем по зеленым линиям прямоугольников 2
5. Мелкой наждачной бумагой аккуратно зачищаем торцы получившихся вибраторов

Готовые вибраторы

В результате получаем два вибратора идентичных размеров. Нужно позаботиться, чтобы нефольгированная сторона вибратора была гладкой, для этого возможно понадобиться снять слой стекловолокна. После этого сверлим и лудим отверстия диаметром 2,5 мм под стойки.

После изготовления вибраторов необходимо из латунной или медной фольги изготовить шину (4), при помощи которой позже соединим «хвосты» вибраторов.

Все элементы будущей антенны готовы, можно приступить к сборке. Для этого нужно найти дистанционную прокладку под вибратор. Её толщину подбирайте так, чтобы суммарная толщина текстолита и прокладки давала расстояние 6 мм между рефлектором и фольгой вибратора.

Для установки вибраторов лучше всего использовать ровную толстую медную проволоку диаметром около 2 мм. Нарезаем ее на небольшие куски, припаеваем их в отверстиях «корыта». Затем, подложив дистанционную прокладку рядом со стойкой, припаеваем один край вибратора, потом аналогично - другой, предварительно переместив прокладку. Лишние части стоек откусываем. При установке узкие вибраторы ставятся по краям, более широкие - в центре.

Сборка антенны

После установки вибраторов закрепляем коннектор на «корыте» и соединяем «хвосты» вибраторов при помощи шины, аккуратно пропаивая их, затем припаеваем центральную жилку коннектора к шине.

5. Установка

Проще всего прикреплять антенну к бруску, просверлив отверстия в «корыте» между центральными вибраторами, и прикрутив ее при помощи шурупов или винтов. Если планируете закреплять антенну на трубе, то лучше прикрепить заклепками к антенне с обратной стороны рефлектора алюминиевый уголок длиной около 30 см, затем прикрепить уголок к мачте при помощи хомутов или стяжек.

Спасибо участникам форума за предоставленную информацию.